温度和应力动态变化对球形头罩的光传输影响

高速飞行器在大气层中飞行,光学头罩与来流相互作用,其温度和应力应变在飞行过程中会动态变化,引起头罩材料折射率的改变,进而影响光线传输。文中在对飞行过程中球形头罩温度和应力应变动态模拟的基础上,计算随时间变化的折射率场,并利用光线追迹方法计算光线通过头罩出射面的光程差,通过光学评价方法以及图像退化仿真直观得出其对头罩光传输的影响。结果表明,头罩温度和应变变化对光传输的影响较大,并且飞行速度的提高变得更为严重     

高速飞行器热流固耦合光传输分析

气动环境下,光学头罩与来流之间的热流固耦合作用形成的非均匀折射率场将严重干扰光线传输。针对这一问题,首先通过求解Navier-Stoker方程,得到流场各项参数的分布,并对光学头罩进行热流固耦合分析。然后采用光线追迹法模拟光线从目标到达探测器面的传输路径,计算光程差。最后通过像质评价函数分析其对成像质量的影响。结果表明:随着飞行速度增大,耦合折射率场对光传输的影响增大,光学系统成像质量严重下降。     

气动光学效应仿真系统设计与实现

针对高超声速飞行器气动光学效应及其校正研究的技术需求,设计开发了一套气动光学效应仿真系统,用于对气动光学效应进行全过程仿真。系统基于“模块化”、“可扩展”和“可视化”的设计思路,采用“仿真平台＋数据库＋功能插件”的系统实现方案,在VisualStudio2008开发环境下,完成了气动光学效应仿真系统平台、数据库及相关功能插件的开发工作。系统支持用户根据自身需求自主编制仿真任务,并可在接口规范的约束下,自主定制功能模块对系统进行扩展。本系统可以为解决高超声速飞行器气动光学效应及其校正方法的理论研究与工程应用问题提供理论依据和技术手段。